UNI VERSI DADPOLI TCNI CADEMADRI D ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERA TCNICA DE OBRAS PBLICAS GEOLOGA APLICADA A LA INGENIERA CIVIL Oscar Plaza Diez Pg.72. GEOLOGA La geologa estudia la composicin y constitucin de la corteza terrestre, los fenmenos que en esta acaecen y las leyes fsicas y qumicas por las que se rigen. La geologa investiga la historia y evolucin de las actividades de la tierra desde los tiempos ms remotos hasta el momento actual, la composicin, disposicin y origen de las rocas y los minerales que forman la corteza terrestre y los procesos que han dado lugar a su presente estructura. 2.1.ENERGAS PRESENTES EN LA SUPERFICIE TERRESTRE Magnetismo Gravedad Energa solar Energa qumica Energa interna 2.2.ORIGEN DE LA TIERRA La tierra tiene una edad de 4.500 millones de aos. Las teoras cosmolgicas son: Big-bang. Acrecin a partir de partculas fras Estado estacionario. Creacin de materia continua Fragmento incandescente de una estrella 2.3.DIFICULTAD PARA SU ESTUDIO Mtodos directos: sondeos (16 km en la P. KOLA) Mtodos indirectos: estudios de los fenmenos fsicos (Presin, Temperatura,) 2.4.PRINCIPIOS BSICOS DE LA GEOLOGA Uniformismo. Las leyes fsicas son inmutables y universales Actualismo.Lasmismascausasproducenlosmismosefectos.Lasleyesnovaranconel tiempo, salvo su intensidad y periocidad. Ciclo geolgico. La tierra est en constante evolucin debido a: -Fenmenos geodinmicos internos. Diastrofismo (deformacin de la corteza), volcanes, terremotos, orogenias. Calor interno, positivos porque se producen montaas. -Fenmenosgeodinmicosexternos.Erosin,transporte,sedimentacin,energasola. Son negativos porque arrasan montaas. Pgina 1 de 65 UNI VERSI DADPOLI TCNI CADEMADRI D ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERA TCNICA DE OBRAS PBLICAS GEOLOGA APLICADA A LA INGENIERA CIVIL Oscar Plaza Diez Pg.8Sucesogeolgico.Cualquiervariacindelatierraconstituyeunsucesogeolgico.Se produceunfenmenogeolgicocualquieraenuntiempo,enunespacioconunambiente determinado y con un consumo de energa. El tiempo en geologa. La unidad de tiempo son millones de aos debido a que los procesos son lentos, excepto algunos. Cronologa absoluta. Indica el tiempo transcurrido desde que se produce un suceso hasta el momento que se mide. Cronologarelativa.Estableceelordencronolgicoenelqueseproducenlosprocesos, basados en: -Principio de superposicin normal. Horizontabilidad inicial (Steno, 1699). -Un suceso es posterior a estratos a los que afecta y anterior a los no afectados por l. -Sucesin faunstica. -Fsil caracterstico (abundante, gran dispersin y evolucin rpida). 2.5.CONSTITUCIN DEL GLOBO TERRESTRE Estructura zonal de la tierra: Atmsfera: 800 Km (N=78%, O=21%, CO2 y gases nobles 1%). Corteza. -Hidrosfera. Mares 98%, Hielo 187% y Agua 013%. -Litosfera. SIAL y DIMA. De 0 a 40 Km. Densidad = 28 3 gr/cm3. Manto superior. Discontinuidad de MOHOROVICIC. -De 40 a 900 Km. Densidad = 3 4 gr/cm3. Manto inferior. Discontinuidad de BULLEN. -De 900 a 2.900 Km. Densidad 4 6 gr/cm3. Ncleo externo. Discontinuidad de GUTTENBERG. -De 2.900 a 5.120 Km. Densidad 6 11 gr/cm3. Ncleo interno. Discontinuidad de WIECHERT. -De 5.120 a 6.370 Km. NIFE. Densidad 12 136 gr/cm3. Esta estructura zonal de la tierra se ha obtenido por: Estudio de ondas ssmicas. Variacin de la temperatura. Gradiente trmico 33 m1C. Variacin de presin y densidad. Anomalas de la gravedad. Pgina 2 de 6518David Rojas Caballero y Jorge Paredes ngelesEl ciclo geolgicoComo resultado de la accin combinada de dos fuerzas antagnicas que actan sobre la corteza terrestre, una de origen externo y otra de origen interno, la Tie-rra se encuentra en un proceso de transformacin continua que se inici hace variosmilesdemillonesdeaosyquenotienefinalpredecible.Estasfuerzas tienden a destruir el relieve continental y a crear nuevos materiales que luego formarn las montaas.Ciclo geodinmico externoComprende la destruccin o erosin de las rocas superficiales, el transporte y la sedimentacin de los materiales resultantes en el fondo del mar. Son fuerzas que actan desde el exterior sobre la superficie terrestre, esencialmente por cambios detemperaturadebidoalaradiacinsolar,ysemanifiestanenlosprocesosde erosin, transporte y deposicin de materiales mediante la lluvia, los torrentes, los ros, los glaciares y el mar. Estos procesos tienden a destruir las irregularidades de la superficie de los continentes, originadas por las acciones de la dinmica interna, y a restablecer el equilibrio en la litosfera.Fig. 4. El ciclo geolgico.Pgina 3 de 6519Compendio de geologa generalCiclo geodinmico internoComprende los procesos de diastrofismo (del griego diastrophe: distorsin), que eselresultadodelosmovimientosepirognicosyorognicosquecausanlas transformaciones de la corteza terrestre. Se originan nuevas rocas magmticas, los fenmenos volcnicos y los procesos orognicos que forman nuevas mon-taas. Lasfuerzasinternastienensuorigenenciertafuentedeenergapropiadela Tierra que, al menos parcialmente, es un residuo de la energa acumulada duran-te su fase estelar, antes de constituirse en un planeta individual, y de la energa desprendida en los procesos de radiactividad, que tiene lugar en la litosfera.Lageodinmicainternadelgloboterrqueotiendeatransformarlacorteza terrestre levantndola o hundindola, provocando reajustes fsico-qumicos y mecnicosentresuscomponentes.Suefectomssensibleeslaformacin de montaas y sus manifestaciones ms espectaculares son los volcanes y los sismos.Cuando las rocas formadas por sedimentacin alcanzan zonas profundas de la cortezaterrestresufrenciertastransformacionesysondesplazadasdenuevo hacialasuperficiemediantepresionesradialesotangencialesqueoriginanla formacin de montaas y la emisin de rocas fundidas a elevadas temperaturas por los volcanes.De esta manera se establece un ciclo de fenmenos geolgicos en el que alter-nan los procesos de destruccin y reconstruccin de los materiales de la corteza terrestre. Sin embargo, como ninguna de las dos fuerzas antagnicas en accin tienden a disminuir, nunca se llega a un equilibrio estable definitivo.Actualismo geolgicoLa interpretacin de los fenmenos geolgicos est basada en un postulado atri-buido al gelogo escocs James Hutton en 1795, que fue enunciado formalmente muchotiempodespusporCharlesLyell,quiendesarrollaenelsigloXIXla Teora de la Uniformidad, segn la cual todos los procesos naturales que cambian la Tierra en el presente lo han hecho de forma idntica en el pasado. Esta teora ha sido bautizada con el nombre tcnico de Actualismo, cuyo lema central es el presente es la clave del pasado.Pgina 4 de 65Pgina 5 de 65Pgina 6 de 65Pgina 7 de 65Pgina 8 de 65 UNI VERSI DADPOLI TCNI CADEMADRI D ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERA TCNICA DE OBRAS PBLICAS GEOLOGA APLICADA A LA INGENIERA CIVIL Oscar Plaza Diez Pg.214.PETROLOGA 4.1.DEFINICIONES LacortezaterrestreolitosferaestconstituidaporunconjuntodematerialesROCASque engloba la totalidad de los minerales, excepto el agua y el hielo. Rocaomatrizrocosapuededefinirsecomoagregadodemsdeunaespeciemineral,que presenta los mismos caracteres de conjunto en un rea de cierta extensin de la corteza terrestre. Macizo rocoso o masa rocosa: es un conjunto constituido por una o varias matrices rocosas que: -Presentan una determinada estructura. -Que est afectado por un cierto grado de alteracin. -Que tiene una serie de discontinuidades. Lapetrologaeslacienciaqueestudialasrocasenelsentidomsamplio,desdesuorigen, composicin, propiedades fsico-qumicas, transformacin, etc. Lapetrografa eslapartedelapetrologaqueseocupadeladiscontinuidaddelasrocasysu clasificacin. El anlisis petrogrfico nos dice: -La composicin mineralgica de la roca. -Tamaos de los minerales constituyentes. -Estructura. -Orientacin interna de los minerales. -La alteracin, la porosidad y la microfisuracin de la roca. La mecnica de las rocas son las propiedades de las rocas mediante ensayos. Existen cerca de 2.000 especies de minerales conocidos. En las rocas los ms importantes son 50 y slo 30 son los ms habituales. Los ms abundantes son: silicatos (95%), carbonatos, sulfatos. Los minerales se consideran esenciales si forman ms del 5% y accesorios si forman menos del 5%. Textura es la apariencia fsica de la matriz rocosa, aspectos geomtricos y las relaciones entre las partculas o cristales que lo componen. Estructura es el aspecto megascpico del macizo rocoso, es decir, la roca estudiada en todo su afloramiento, no con una pequea muestra o seccin delgada de la misma. 4.2.CLASIFICACIN DE LAS ROCAS Clasificacin geolgica segn su origen: Rocas gneas. Se forman por enfriamiento o cristalizacin del magma (cido o bsico). Rocassedimentarias.Seformanapartirderocaspreexistentesporprocesosdeerosin, transporte, sedimentacin o precipitacin qumica. Son el resultado de sedimentos en capas. Pgina 9 de 65 UNI VERSI DADPOLI TCNI CADEMADRI D ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERA TCNICA DE OBRAS PBLICAS GEOLOGA APLICADA A LA INGENIERA CIVIL Oscar Plaza Diez Pg.22Rocasmetamrficas.Seformanapartirdeotrasrocascomoresultadodecambios estructurales, qumicos y mineralgicos debido a las acciones de presin, calor, etc. ocurridos en superficie. Las rocas gneas + metamrficas ocupan el 95% del volumen de la corteza terrestre Las rocas sedimentarias ocupan el 5% del volumen restante de la corteza terrestre. Las rocas sedimentarias ocupan el 75% de la superficie de la corteza terrestre. Las rocas gneas + metamrficas ocupan el 25% de la superficie restante de la corteza terrestre. Clasificaciones ingenieriles: Deere y Miller. Clasifica la resistencia a compresin y el mdulo de elasticidad de la roca. Turk y Dearman. Clasificacin de la roca matriz en funcin de la resistencia a compresin y la relacin mdulo elstico tangencial / mdulo de Poisson. Lama y Vatukuri. La clasificacin se basa en resistencia a compresin uniaxial. Las propiedades a estudiar en un emplazamiento son: -Las resistencias caractersticas de las rocas en sus varios grados de meteorizacin (relacin entre esfuerzos, cohesin, ngulo de rozamiento, dureza y otros). -Lascaractersticasdedeformabilidaddelarocaensusvariosgradosdealteracin, incluyendo la deformabilidad instantnea y a largo plazo. -Velocidaddepropagacindelaondaelsticaenlaroca,teniendoencuentalosdistintos grados de meteorizacin. -Densidad, porosidad, contenido de agua y otras propiedades. La anistropa consiste en reconocer la resistencia y deformabilidad de la roca Tipos de clasificacin de las rocas: -Qumica: cidas (>65% SiO2) Neutras (52-65% SiO2) Bsicas (52-10% SiO2) Ultrabsicas (